椎骨在动物进化（种系发生）和个体发育过程中，都经过由间充质至软骨，再由软骨骨化的阶段。脊柱的分段也是逐渐由鱼类只分躯干椎和尾椎的阶段到陆生动物分化出颈、胸、腰、骶、尾5段的过程；人类出生前脊柱只有一个向后凸弯的弯曲，出生后随着抬头和坐立姿势的发展，才相继出现向前凸弯的颈曲和腰曲。

在脊柱各段落之间的椎骨形态变化，是逐渐过渡的。在过渡处常发生变异，如腰椎和骶骨的节数可互有增减，形成腰椎骶化或骶椎腰化，这类变异可导致慢性腰痛。

椎骨的骨化可因某些因素的影响而造成畸形，如椎弓由左右各一骨化点骨化，最后在正中线愈合而形成，但于腰下部和骶部，常见两侧椎弓骨化点不愈合，造成椎管后壁裂缝或敞开，仅由软组织覆盖，这种异常叫脊柱裂，严重者有脑膜膨出甚至神经功能障碍。